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Silber-Zink-Akkumulator


Ein Silber-Zink-Akkumulator ist ein recht teurer Akkumulator mit geringer Lebensdauer, der eine sehr hohe Kapazität bei geringem Volumen und Gewicht erreicht. Die Nennspannung einer Zelle beträgt 1,5 Volt.

Aufbau

Beim Silber-Zink-Akkumulator besteht im entladenen Zustand die positive Elektrode aus Silber (Ag) und die negative Elektrode aus Zinkhydroxid (Zn(OH)2). Im geladenen Zustand besteht die positive Elektrode aus Silber(I,III)-oxid (Ag2O2) und die negative Elektrode aus Zink (Zn). Als Elektrolyt wird Kalilauge (KOH) der Dichte 1,4 g/cm³ verwendet.

Chemische Prozesse

Bei der Ladung laufen folgende chemische Vorgänge ab:[1]

[math]\mathrm{2 \ Ag + Zn(OH)_2 + ZnO \rightarrow Ag_2O_2 + 2 \ Zn + H_2O}[/math]

Beim Entladen laufen die Vorgänge in Gegenrichtung ab.

Bei der Ladung nimmt durch die Bildung von Wassermolekülen die Konzentration des Elektrolyts ab. Dies kann wie beim Bleiakkumulator, bei dem die Dichteänderung allerdings in umgekehrter Reihenfolge verläuft, zur Bestimmung des Ladezustands genutzt werden.

Allgemeine technische Daten (1968)

  • Nennspannung: 1,5 V
  • Lade-Anfangsspannung: 1,65 V
  • Lade-Schlussspannung: 2,1 V
  • Entlade-Anfangsspannung: 1,65 V
  • Entlade-Schlussspannung: 1,0 V
  • Normalladung: 12 Stunden mit 0,1 A / Ah
  • Schnellladung: 2,5 Stunden mit 0,4 A / Ah (nur in dringenden Fällen!)
  • Normalentladung: 5 Stunden mit 0,2 A / Ah
  • Schnellentladung: 5 Minuten mit 5 A / Ah
  • Energiedichte: 65-210 Wh/kg
  • Innenwiderstand: etwa 2 mOhm / Ah
  • Lebensdauer: 50 bis 100 Zyklen bzw. 1 Jahr
  • Temperaturverhalten:
  • bei +20 °C – Nennkapazität
  • bei +30 °C – etwa 85 % der Nennkapazität
  • bei −20 °C – etwa 50 % der Nennkapazität

Vorteile

  • hohe Kapazität (etwa 120 Ah pro dm³, etwa 90 Ah pro kg)
  • sehr hohe kurzzeitige Stromimpulse (über 1000 A / Ah sind möglich)
  • geringe Selbstentladung (etwa 25 % nach einem Jahr)
  • Weniger giftige / umweltschädliche Stoffe

Nachteile

  • hoher Preis
  • geringe Lebensdauer
  • sehr empfindlich gegen Überladung
  • Memory-Effekt

Anwendung

Der Silber-Zink-Akkumulator wurde oder wird besonders in mobilen Mini-Funkgeräten eingesetzt. Ebenso basieren die Antriebsbatterien des bei der deutschen Marine eingesetzten Torpedos DM2A4 Seehecht auf der Silber-Zink-Technologie.[2] Aufgrund des niedrigen Leistungsgewichts wurden auch verschiedene Satelliten und Raumfahrzeuge, insbesondere die Mondlandefähre und das Mondfahrzeug (Lunar Rover) des Apollo-Programms, mit einer Silber-Zink-Batterie ausgestattet.

Weiterentwicklung

Der kalifornische Hersteller ZPower[3] arbeitet seit mehreren Jahren an der Weiterentwicklung des Silber-Zink-Akkumulators, will einige der genannten Probleme gelöst haben und eine hohe Recyclingfähigkeit gewährleisten können.

Literatur

Einzelnachweise

  1. Jürgen Falbe, Manfred Regitz (Hrsg.): CD Römpp Chemie Lexikon, Thieme, Stuttgart, 1995.
  2. navweaps.com: German Torpedoes Post World War II
  3. Webseite von ZPower

Kategorien: Akkumulator

Quelle: Wikipedia - http://de.wikipedia.org/wiki/Silber-Zink-Akkumulator (Vollständige Liste der Autoren des Textes [Versionsgeschichte])    Lizenz: CC-by-sa-3.0

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